CN106871938A - 位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供廉价并能进行高精度的角度检测的位置检测装置。位置检测装置具备设置于能够以轴心为中心旋转的主轴并与主轴一起旋转的主齿轮、与主齿轮连结并具有与主齿轮不同的齿数且彼此齿数不同的两个以上的副齿轮、设置于两个以上的副齿轮的每一个并检测各副齿轮的旋转角的磁性角度传感器、设置于主轴并与主轴一起旋转的第一偏光板、在与第一偏光板对置的位置且偏光角度以45°间隔而相互不同的对置偏光板、对第一偏光板以及各对置偏光板照射光的光源部、检测从光源部照射并透过第一偏光板以及对置偏光板的光的受光部。

Description

位置检测装置
技术领域
本发明涉及位置检测装置。
背景技术
在进行制造物的制造、测定等的工业装置中，需要以高精度来驱动臂等驱动部件。此时，在对驱动部件进行驱动而使其旋转的情况下，通过检测驱动部件的位置亦即高精度地检测旋转角度，由此能够实现驱动部件的旋转驱动精度的提高。
在对这样的驱动部件的旋转角度(例如马达主轴的旋转角)进行检测的情况下，一般使用旋转编码器(例如，参照专利文献1)。
专利文献1记载的旋转编码器是磁式的绝对式旋转编码器。该旋转编码器具有设置于主轴的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、与第一齿轮啮合的第三齿轮，各齿轮的齿数是互为质数的关系，在各齿轮设置有磁式的旋转角传感器(解析器)。在该旋转编码器中，基于由解析器检测到的各齿轮的旋转角来检测齿轮的啮合状态，从而计算主轴的旋转角。
专利文献1：日本特开昭60-239608号公报
然而，在如上述专利文献1记载的磁式的旋转编码器中，由于会受到磁滞、温度漂移的影响，所以测定精度存在极限。
另一方面，作为旋转编码器，有光学式的绝对式编码器。在这样的光学式的旋转编码器中，将形成有绝对值检测量的绝对图样的光盘设置于主轴，使来自光源部的光照射至该光盘，并检测其反射光或者透过光，从而检测旋转角度。在这样的光学式的绝对式旋转编码器中，能够进行高精度的角度检测，但需要在光盘形成复杂的绝对图样，存在消耗初始成本而价格高的课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的实施方式或者应用例来实现。
本发明的一应用例的位置检测装置的特征在于，具备：主齿轮，其设置于能够以轴心为中心进行旋转的主轴，并与上述主轴一起旋转；两个以上的副齿轮，它们与上述主齿轮连结，具有与上述主齿轮不同的齿数，并且它们彼此齿数不同；磁性角度传感器，其分别设置于上述两个以上的副齿轮的每一个，检测各副齿轮的旋转角；偏光板，其设置于上述主轴，与上述主轴一起旋转；两个以上的对置偏光板，它们在与上述偏光板对置的区域内分别设置于不同的位置，偏光方向以45°间隔相互偏离；光源部，其对上述偏光板以及上述对置偏光板照射光；以及光检测部，其检测从上述光源部被照射并通过上述偏光板以及上述对置偏光板的光。
这里，在本发明中，对于两个以上的副齿轮与主齿轮连结，除了两个以上的副齿轮与主齿轮直接啮合的构成之外，也可以形成为在主齿轮啮合其它齿轮并使副齿轮与该其它齿轮啮合的构成等。另外，也可以形成为在主齿轮上啮合两个以上的副齿轮中的一个(第一副齿轮)而在该第一副齿轮啮合另一副齿轮的构成等。
本应用例的位置检测装置是检测主轴的绝对旋转角度的位置检测装置，在该位置检测装置中，由设置于主轴的主齿轮、与主齿轮啮合的多个副齿轮、以及检测各副齿轮的旋转角的磁性角度传感器来构成第一编码器。另外，由设置于主轴的偏光板、与偏光板对置的多个对置偏光板、光源部、以及光检测部来构成光学式的第二编码器。
在这样的本应用例的位置检测装置中，能够利用第一编码器检测主轴旋转了几周。另一方面，在该第一编码器中，若使用磁式传感器作为旋转次数检测部，则例如回受到磁滞、温度漂移的影响，难以高精度检测旋转角度。
对此，在本应用例中，还设置有第二编码器，该第二编码器从光源部以通过偏光板、对置偏光板的方式射出光，利用光检测部来检测透过偏光板以及对置偏光板的光。另外，对置偏光板设置有两个以上，其偏光角相互偏离(倾斜)45°，通过各对置偏光板的光分别被光检测部检测出。在这样的第二编码器中，由于通过一方的对置偏光板的光与通过另一方的对置偏光板的光的相位偏离45°，所以根据上述光的光量的组合能够高精度地检测主轴相对于初始位置的相对旋转角度。
然而，第二编码器能够检测主轴相对于初始位置的相对旋转角度，但无法检测绝对旋转角度。与此相对，在本应用例中，利用第一编码器能够求出主轴的绝对旋转次数，所以通过将第一编码器与第二编码器的检测结果相加，能够实现除去磁滞、温度漂移的影响的高精度的绝对旋转角度的检测。
另外，作为第一编码器，使用廉价并且结构简单的磁性角度传感器，作为第二编码器，不使用形成有绝对图样的光盘等，而使用廉价的偏光板，所以能够实现位置检测装置的低成本化。
在本应用例的位置检测装置中，优选为上述主齿轮的齿数为偶数，并且上述主齿轮的齿数的1/2与上述两个以上的副齿轮的每一个的齿数互为质数。
然而，例如专利文献1记载那样，现有的磁式的绝对编码器检测各齿轮有几次反复进行了一圈的旋转，各齿轮的齿数互为质数。另一方面，第二编码器检测主轴的旋转半周以内的相对旋转角度。因此，即使将现有的磁式的绝对编码器与第二编码器组合，也无法进行高精度的绝对旋转角度的检测。
与此相对，在本应用例中，第一编码器的主齿轮的齿数为偶数(2a)，两个以上的副齿轮的齿数(b、c)与主齿轮的齿数不同(b≠2a，c≠2a)，并且a、b、c是互为质数的关系。在这样的结构中，能够以主轴旋转半周为单位检测转速。因此，通过将由第一编码器检测出的主轴以旋转半周为单位的旋转次数与由第二编码器检测出的旋转半周以内的相对旋转角度相加，能够高精度地检测绝对旋转角度。
本发明的一应用例的位置检测装置的特征在于具备检测能够以轴心为中心进行旋转的主轴的旋转角度的角度检测传感器以及检测上述主轴的旋转角度的光学式编码器，上述光学式编码器具有设置在与上述主轴一起旋转的旋转体并沿着以上述轴心为中心的第一假想圆配置的多个第一窄缝以及检测通过上述第一窄缝的光的第一检测部，相邻的两个上述第一窄缝的沿上述第一假想圆的一侧的端部间的距离为由上述角度检测传感器规定的规定误差的4/3以上。
本应用例的位置检测装置具有角度检测传感器和光学式编码器。这里，角度检测传感器例如能够使用磁性角度传感器等，这样的磁性角度传感器能够通过简单的构成而廉价地得到，但由于受到磁滞、温度漂移的影响而会产生检测误差。该角度检测传感器产生的检测误差能够作为规定误差而被预先测定。而且，在本应用例中，光学式编码器具备设置于与主轴一起旋转的旋转体的多个第一窄缝以及检测透过第一窄缝的光的第一检测部。上述多个第一窄缝中相邻的第一窄缝的间隔(沿第一假想圆的一侧的端部间的距离，由第一窄缝形成的明暗图样的明暗宽度)为上述规定误差的4/3以上。即，规定误差为相邻的第一窄缝的间隔的3/4以下。
在这样的结构中，在角度传感器进行角度的检测时，即便在产生规定误差范围内的误差的情况下，由于利用第一检测部接受通过光学式编码器的第一窄缝的光(衍射光)，从而能够进行减少误差的影响的高精度的测定。
即，在相邻的第一窄缝的间隔小于角度传感器的规定误差的4/3的情况下，规定误差范围比在第一窄缝衍射的衍射光的周期大。在该情况下，在由角度传感器检测出的检测值中包含规定误差，并且在该规定误差内含有多个与来自第一检测部的检测信号相对应的旋转角度。在该情况下，难以判定来自第一检测部的检测信号是与哪个旋转角度相对应的信号。与此相对，通过形成为上述构成，在测定误差范围内仅决定一个与来自第一检测部的检测信号相对应的主轴的旋转角度，所以不会产生上述问题，从而能够高精度检测主轴的旋转角。
在本应用例的位置检测装置中，优选为上述光学式编码器还具备：多个第二窄缝，它们设置于上述旋转体，沿着以上述轴心为中心的第二假想圆配置，以比上述多个第一窄缝的配置间隔小的间隔配置；以及第二检测部，其检测通过上述第二窄缝的光。
在本应用例中，还具备窄缝间隔比第一窄缝的配置间隔(窄缝间隔)小的第二窄缝以及检测通过该第二窄缝的光(衍射光)的第二检测部。在检测通过窄缝的衍射光的光学式编码器中，通过减小窄缝间隔，能够提高分辨率。然而，如上所述，第一窄缝形成为以角度传感器的规定误差的4/3以上的间隔配置的构成，所以窄缝间隔变得比较大，不适合高分辨率的测定。与此相对，在本应用例中，如上述那样，具备第二检测部和窄缝间隔比第一窄缝小的第二窄缝，从而能够进行使用第二窄缝以及第二检测部的高分辨率的测定。即，在本应用例中，使用角度检测传感器、第一窄缝以及第一检测部，能够高精度地进行绝对位置的测定，使用第二窄缝以及第二检测部，能够进行高分辨率的测定。
在本应用例的位置检测装置中，优选为上述第二窄缝配置于比上述第一窄缝更远离上述主轴的位置。
在本应用例中，窄缝间隔比第一窄缝小的第二窄缝设置于比第一窄缝更远离主轴的一侧(外周侧)。换言之，与配置第一窄缝的第一假想圆的径尺寸相比，配置第二窄缝的第二假想圆的径尺寸更大。在这样的结构中，能够沿圆周较大的第二假想圆设置多个窄缝间隔较窄的第二窄缝，能够以更高的分辨率检测主轴的旋转角度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测装置的简要结构的俯视图。
图2是表示第一实施方式的位置检测装置的简要结构的侧视图。
图3是表示使用第一实施方式的位置检测装置的位置检测方法的流程图。
图4是表示第一实施方式的第二数据的一个例子的图。
图5是表示本发明的一变形例的第二数据的例子的图。
图6是表示本发明的第二实施方式的位置检测装置的简要结构的俯视图。
图7是表示第二实施方式的位置检测装置的简要结构的剖视图。
图8是用于说明第二实施方式的第一窄缝以及第二窄缝的窄缝间隔的图。
图9是表示现有的旋转编码器的磁性角度传感器的规定误差和光学式编码器的检测信号的一个例子的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下说明本发明的一实施方式。
图1是表示本发明的本实施方式的位置检测装置1的简要结构的俯视图，图2是表示本实施方式的位置检测装置1的简要结构的侧视图。
在图1中，位置检测装置1是检测主轴10的绝对旋转角度(自初始位置的旋转角度)的绝对式的旋转编码器。这样的位置检测装置1安装于工业机械(例如SCARA机器人)等旋转机构来检测旋转机构的位置。例如，在检测工业机械的驱动臂的位置的情况下，将驱动臂的驱动轴作为主轴10，相对于驱动轴安装本实施方式的位置检测装置1。在该情况下，通过检测驱动轴的绝对旋转角度，从而能够检测驱动臂的位置(例如臂角度等)。
而且，如图1以及图2所示，该位置检测装置1具备第一编码器2、第二编码器3、控制部4(参照图2)。
[第一编码器的结构]
第一编码器2具备主齿轮21、第一副齿轮22、第二副齿轮23、设置于第一副齿轮22的第一磁铁24、设置于第二副齿轮23的第二磁铁25、与第一副齿轮22对置地设置的第一磁性角度传感器26、与第二副齿轮23对置地设置的第二磁性角度传感器27。
主齿轮21例如固定于主轴10的一端部，能够与主轴10一起以主轴10的轴心10A为中心旋转。此外，在图1以及图2中示出了在主轴10的一端部固定主齿轮21的例子，但并不局限于此，例如也可以在主轴10的中间位置固定主齿轮21。
第一副齿轮22被设置为能够以与主轴10平行的轴221为中心旋转，并与主齿轮21啮合，随主齿轮21的旋转联动地旋转。
第二副齿轮23也与第一副齿轮22相同，被设置为能够以与主轴10平行的轴231为中心旋转，并与主齿轮21啮合，随主齿轮21的旋转联动地旋转。
这里，主齿轮21的齿数为偶数(2a)。另外，第一副齿轮22的齿数b、第二副齿轮23的齿数c分别是不同的齿数，并且也是与主齿轮21不同的齿数(b≠2a，c≠2a、b≠c)。另外，主齿轮21的齿数2a的1/2、第一副齿轮22的齿数b、第二副齿轮23的齿数c是互为质数的关系(a、b、c互为质数)。
此外，在图1以及图2中，例示了第一副齿轮22以及第二副齿轮23在一条直线上排列的配置，但并不局限于此，例如，也可以在俯视时使连结第一副齿轮22以及主轴10的中心的直线、与连结主轴10以及第二副齿轮23的中心的直线以180°以外的角度交叉。
第一磁铁24是设置于第一副齿轮22的径向磁铁，沿径向的一侧和另一侧具有不同的磁极。第二磁铁25同样是设置于第二副齿轮23的径向磁铁，沿径向的一侧和另一侧具有不同的磁极。
第一磁性角度传感器26是与第一磁铁24对置的360°角度检测传感器，从第一磁铁24的磁力线的方向检测第一副齿轮22的旋转角度。第二磁性角度传感器27是与第二磁铁25对置的360°角度检测传感器，从第二磁铁25的磁力线的方向检测第二副齿轮23的旋转角度。
[第二编码器的结构]
接下来，说明第二编码器3。
第二编码器3具备固定于主轴10的第一偏光板31、与第一偏光板31对置设置的第二偏光板32(相当于本发明的对置偏光板)、第三偏光板33(相当于本发明的对置偏光板)、光源部34、第一受光部35(相当于本发明的光检测部)、第二受光部36(相当于本发明的光检测部)。此外，在图2中，考虑附图的可视性，使第二编码器3的第二偏光板32、第三偏光板33、光源部34、第一受光部35以及第二受光部36相对于第一编码器2的主齿轮21、第一副齿轮22以及第二副齿轮23的排列方向的配置方向以及配置位置与图1不同。第二编码器3相对于第一编码器2的配置位置不限定于图1、图2的方式，例如，在图1所示那样的俯视图中，可以在与第一副齿轮22重叠的位置配置第二偏光板32、第三偏光板33、光源部34、第一受光部35以及第二受光部36。
第一偏光板31具有相对于主轴10的轴心10A正交的平面形状，是将入射光转换为直线偏振光的偏光板。该第一偏光板31通过主轴10的旋转而与主轴10一起以轴心10A为中心旋转。
第二偏光板32是将入射光转换为直线偏振光的偏光板，如图1所示，其设置在从轴心10A的轴向俯视时与第一偏光板31重叠的区域。
第三偏光板33是将入射光转换为直线偏振光的偏光板，如图1所示，在俯视时，第三偏光板33在与第一偏光板31重叠的区域内设置在与第二偏光板32不同的位置。
这里，第二偏光板32的偏振光方向与第三偏光板33的偏振光方向以45°间隔错开。即，第三偏光板33的偏振光方向相对于第二偏光板32的偏振光方向倾斜45°。
此外，作为第二偏光板32以及第三偏光板33的配置位置，在图1所示那样的俯视图中，只要是在与第一偏光板31重叠的区域内则可以是任意位置。
光源部34例如与第一偏光板31的对置于第二偏光板32、第三偏光板33的面的相反侧的面对置设置。如图1所示，该光源部34在俯视时设置在与第二偏光板32以及第三偏光板33重叠的位置，向第一偏光板31照射光。
此外，在图1以及图2中，示出了设置一个光源部34的例子，但也可以形成为在俯视时与第二偏光板32重叠的位置、以及与第三偏光板33重叠的位置分别设置光源部的构成等。
第一受光部35如图1所示配置于俯视时与第二偏光板32重叠的位置，并且如图2所示相对于第二偏光板32的与第一偏光板31侧相反的一侧对置配置。第一受光部35检测从光源部34透过第一偏光板31以及第二偏光板32的光。
同样，第二受光部36配置于俯视时与第三偏光板33重叠的位置，并且相对于第三偏光板33的与第一偏光板31侧相反的一侧对置配置。第二受光部36检测从光源部34透过第一偏光板31以及第三偏光板33的光。
此外，在本实施方式中，例示了使来自光源部34的光按顺序透过第一偏光板31、第二偏光板32(第三偏光板33)并由第一受光部35(第二受光部36)接受的结构，但也可以使光源部34与第一受光部35以及第二受光部36的位置反转。
另外，例示了使透过第一偏光板31、第二偏光板32(第三偏光板33)的光由第一受光部35(第二受光部36)接受的结构，但只要第一受光部35(第二受光部36)能够接受通过第一偏光板31以及第二偏光板32(第三偏光板33)的光即可。因此，例如也可以是接受透过第一偏光板31并被第二偏光板32(第三偏光板33)反射的光的结构等。
[控制部的结构]
控制部4与第一编码器2的各磁性角度传感器26、27、第二编码器3的各受光部35、36连接，基于从第一编码器2、第二编码器3输出的检测信号来计算主轴10的绝对旋转角度。
另外，控制部4也可以与光源部34连接，进行光源部34的点灯以及熄灯的控制。
如图2所示，控制部4具备存储部41和运算部42。
存储部41例如由存储器等存储电路构成，存储用于计算绝对旋转角度的各种数据。此外，也可以存储由运算部42执行的各种程序。作为存储于存储部41的各种数据，例如可举出基于来自第一编码器2的检测信号来用于计算主轴10的绝对旋转次数的第一数据、基于来自第二编码器3的检测信号来用于计算主轴10的旋转角度的第二数据等。
第一数据是表示由各磁性角度传感器26、27检测的各副齿轮22、23的旋转角度与主轴10的转速之间的关系的数据。
第二数据是表示来自各受光部35、36的检测信号与主轴10的旋转角度之间的关系的数据。
此外，上述第一数据以及第二数据的详细说明在之后进行叙述。
运算部42例如由运算电路等构成，基于从第一编码器2、第二编码器3输入的信号来计算主轴10的绝对旋转角度。具体而言，运算部42具备转速计算机构421、角度计算机构422、绝对旋转角度计算机构423。此外，运算部42可以是具备作为上述各机构421、422、423而发挥功能的IC芯片等电路(硬件)的结构，也可以具备中央运算电路，并从存储部41读出各种程序(软件)来执行，从而将中央运算电路作为各机构421、422、423而发挥功能。
转速计算机构421基于来自第一编码器2的第一磁性角度传感器26以及第二磁性角度传感器27的检测信号，计算主轴10从初始位置旋转几个半周(绝对旋转半周次数)。
角度计算机构422计算主轴10在从初始位置或者旋转半周的位置起的0°～180°的范围旋转几度(相对旋转角度)。
绝对旋转角度计算机构423根据由转速计算机构421计算出的绝对旋转半周次数、由角度计算机构422计算出的相对旋转角度，来计算主轴10的绝对旋转角度。
此外，各机构421、422、423的详细动作之后进行叙述。
[利用位置检测装置的位置检测方法(主轴的旋转角检测方法)]
接下来，说明使用位置检测装置1的位置检测方法，即，主轴10的旋转角的检测方法。
图3是表示使用本实施方式的位置检测装置1的位置检测方法的流程图。
在本实施方式的位置检测装置1中，根据来自第一编码器2的检测信号，求出主轴10从初始位置(基准位置)旋转半周的次数(绝对旋转半周次数)(步骤S1～步骤S2：绝对旋转半周次数计算处理)。另外，根据来自第二编码器3的检测信号，求出主轴10相对于初始位置在0°～180°的范围旋转了几度(步骤S3～步骤S4：相对旋转角计算处理)。然后，在步骤S5中，根据计算出的绝对旋转半周次数以及相对旋转角，计算绝对旋转角度(绝对旋转角度计算处理)。此外，在本实施方式中，在绝对旋转半周次数计算处理后实施相对旋转角计算处理，但也可以在相对旋转角计算处理后实施绝对旋转半周次数计算处理。
以下，对各处理进行详细说明。
[绝对旋转半周次数计算处理]
在绝对旋转半周次数计算处理中，转速计算机构421首先如步骤S1所示，取得从第一磁性角度传感器26以及第二磁性角度传感器27输出的检测信号。之后，转速计算机构421在步骤S2中根据取得的检测信号、存储于存储部41的第一数据来计算(取得)主轴10的绝对旋转半周次数。
磁性角度传感器26、27存在因磁滞、温度漂移的影响而使检测精度降低的情况。另外，在第一编码器2中，只要能够检测主轴10的绝对旋转半周次数即可，所以不需要检测各副齿轮22、23的正确旋转角度。因此，在本实施方式中，根据第一编码器2的第一副齿轮22的旋转角和第二副齿轮23的旋转角的组合，计算主轴10(主齿轮21)的旋转半周次数。如上所述，主齿轮21的齿数2a的1/2、第一副齿轮22的齿数b、第二副齿轮23的齿数c是互为质数的关系。在该情况下，主齿轮21每次旋转半周的第一副齿轮22的旋转角、与第二副齿轮23的旋转角的组合为b×c。
下面，以主齿轮21的齿数为6，第一副齿轮22的齿数为4，第二副齿轮23的齿数为5的情况为例，更详细地说明第一数据。
第一副齿轮22齿数为4，所以若通过主齿轮21旋转一个齿的量，则第一副齿轮22旋转90°。这里，实际上，从第一磁性角度传感器26输出与第一副齿轮22的旋转角相对应的信号等级的检测信号，但为了便于说明，由第一磁性角度传感器26检测的第一副齿轮22的旋转角在以初始位置为中心的±45°的范围的情况下输出“0”，在旋转一个齿的量时(从初始位置起为45°以上而小于135°的旋转角的情况下)输出“1”，旋转两个齿的量时(从初始位置起为135°以上而小于225°的旋转角的情况下)输出“2”，旋转三个齿的量时(从初始位置起为225°以上而小于315°的旋转角的情况下)输出“3”。若第一副齿轮22转动四个齿的量则返回初始位置，输出“0”。
同样，作为从第二磁性角度传感器27输出的信号，在第二副齿轮23位于初始位置时(以初始位置为中心的±36°)输出“0”，在旋转一个齿的量时(从初始位置起为36°以上而小于108°的旋转角的情况下)输出“1”，在旋转两个齿的量时(从初始位置起为108°以上而小于180°的旋转角的情况下)输出“2”，在旋转三个齿的量时(从初始位置起为180°以上而小于252°的旋转角的情况下)输出“3”，在旋转四个齿的量时(从初始位置起为252°以上而小于324°的旋转角的情况下)输出“4”。若第二副齿轮23转动五个齿的量则返回初始位置，输出“0”。
在上述例子中，在主齿轮21不旋转(位于初始位置)的状态下，从第一磁性角度传感器26以及第二磁性角度传感器27输出“0”。另外，每当主齿轮21旋转半周，则从第一磁性角度传感器26按照“3”、“2”、“1”、“0”的顺序输出，从第二磁性角度传感器27按照“3”、“1”、“4”、“2”、“0”的顺序输出。即，主轴10的旋转半周的次数、来自第一磁性角度传感器26的信号、以及来自第二磁性角度传感器27的信号的组合如以下的表1所示。
[表1]
主轴的旋转半周数 第一磁性角度传感器的信号 第二磁性角度传感器的信号
0 0 0
1 3 3
2 2 1
3 1 4
4 0 2
5 3 0
6 2 3
7 1 1
8 0 4
9 3 2
10 2 0
11 1 3
12 0 1
13 3 4
14 2 2
15 1 0
16 0 3
17 3 1
18 2 4
19 1 2
20 0 0
由此，如表1所示，主轴10每旋转半周的从第一磁性角度传感器26以及第二磁性角度传感器27输出的检测信号的组合存在20个图样(第一副齿轮22的齿数“4”×第二副齿轮23的齿数“5”)。
在本实施方式中，在存储部41存储有如上述表1所示那样的第一数据，在步骤S1中，若取得来自第一磁性角度传感器26以及第二磁性角度传感器27的检测信号，则在步骤S2中，转速计算机构421根据该第一数据来取得主轴10的绝对旋转半周次数。例如，意味着在第一磁性角度传感器26的检测信号为“3”，第二磁性角度传感器27的检测信号为“1”的情况下，主轴10的绝对旋转半周次数为“17”，主轴10旋转8.5周。即，转速计算机构根据表1所示那样的第一数据来取得“17”作为绝对旋转半周次数。
此外，在上述表1中，示出了a＝3、b＝4、c＝5的例子，但在求出更多的旋转半周次数的情况下，可以增加第一副齿轮22以及第二副齿轮23的齿数b、c，能够检测b×c的组合数量的绝对旋转半周次数。
[相对旋转角计算处理]
然而，上述第一编码器2的检测信号受到磁滞、温度漂移的影响，所以不适合高精度的角度检测。因此，在本实施方式的位置检测装置1中，如上所述，实施相对旋转角计算处理，计算主轴10相对于初始位置的相对旋转角度。
具体而言，角度计算机构422首先在步骤S3中取得来自第一受光部35以及第二受光部36的检测信号。之后，角度计算机构422在步骤S4中根据上述检测信号和存储于存储部41的第二数据来计算相对旋转角度。
图4是表示第二数据的一个例子的图，横轴表示主轴10的旋转角，纵轴表示检测信号的信号等级(相对信号等级)。此外，在图4中，为了便于说明，将初始位置设为0°，但并不局限于此，例如，图4的90°位置也可以是初始位置。
如图4所示，第二数据中记录了来自第一受光部35的检测信号(第一检测信号A)、来自第二受光部36的检测信号(第二检测信号B)的各信号等级、以及主轴10的旋转角度之间的关系。
即，如上所述，第二偏光板32以及第三偏光板33的透过的光的偏振光方向相互偏离45°。因此，如图4所示，第一检测信号A、和第二检测信号B以相位偏离45°的信号波形被输出。因此，在从0°到180°之间，将第一检测信号A与第二检测信号B的关系作为第二数据而存储于存储部41，从而角度计算机构422能够根据该第二数据和来自各受光部35、36的检测信号A、B来计算主轴10的相对旋转角度。
[绝对旋转角度计算处理]
在上述绝对旋转半周次数计算处理以及相对旋转角计算处理之后，绝对旋转角度计算机构423实施步骤S5的绝对旋转角度计算处理。
具体而言，绝对旋转角度计算机构423将通过绝对旋转半周次数计算处理而计算出的绝对旋转半周次数设为“X”，将通过相对旋转角计算处理而计算出的相对角度设为“Y”，并通过下述式(1)计算绝对旋转角度“Z”。
Z＝180×X+Y···(1)
[本实施方式的作用效果]
本实施方式的位置检测装置1具有第一编码器2，该第一编码器2具备设置于主轴10的主齿轮21、与主齿轮21啮合的第一副齿轮22以及第二副齿轮23、检测第一副齿轮22的旋转次数的第一磁性角度传感器26、以及检测第二副齿轮23的旋转次数的磁性角度传感器27。另外，位置检测装置1具有第二编码器3，该第二编码器3具备设置于主轴10的第一偏光板31、与第一偏光板31对置的第二偏光板32、与第一偏光板31对置并且设置在与第二偏光板32不同的位置且偏振光方向相对于第二偏光板32偏离45°的第三偏光板33、射出从第一偏光板31和第二偏光板32以及第三偏光板33透过的光的光源部34、接受从第一偏光板31和第二偏光板32透过的光的第一受光部35、以及接受从第一偏光板31和第三偏光板33透过的光的第二受光部36。
在这样的位置检测装置1中，能够利用第一编码器2检测主轴10的绝对旋转半周次数，利用第二编码器3来检测主轴10相对于初始位置的相对旋转角度，使用上述绝对旋转半周次数和相对旋转角度，能够容易并且高精度地计算主轴10的绝对旋转角度。
即，第一编码器2由于磁滞、温度漂移的影响而无法高精度检测绝对旋转角。另一方面，第二编码器3能够高精度地检测主轴10相对于初始位置的相对旋转角度，但无法计算绝对旋转角度。与此相对，在本实施方式中，在利用第一编码器2求出主轴10的旋转次数的基础上，又利用第二编码器3更高精度地计算出的相对旋转角度，从而能够计算抑制了磁滞、温度漂移的影响的高精度的绝对旋转角度。另外，不需要形成有绝对图样的光盘等，因此能够实现价格的低成本化。
在本实施方式中，主齿轮21的齿数为偶数(2a)，上述主齿轮的齿数的1/2、第一副齿轮22的齿数(b)、以及第二副齿轮23的齿数(c)的各自的齿数不同，并且a、b、c互为质数。由此，能够将使用第一编码器2检测的绝对旋转半周次数与使用第二编码器3检测的相对旋转角度组合，从而能够计算高精度的绝对旋转角度。
即，在使用现有的磁式的绝对编码器的情况下，以使主齿轮的齿数与各副齿轮的齿数互为质数的方式来构成各齿轮。然而，第二编码器3求出从初始位置起的0°～180°的角度范围的相对旋转角度，所以相对于利用现有的磁式的绝对编码器检测出的旋转次数，即使加上由第二编码器3检测出的相对旋转角度，也无法计算绝对旋转角度。而对此，在本实施方式中，通过形成上述结构，从而能够利用第一编码器2，以旋转半周为单位检测主轴10的转速，并使用上述式(1)，从而能够容易并且高精度地计算绝对旋转角度。
[变形例]
此外，本发明不限定于上述各实施方式，在能够实现本发明的目的的范围内的变形、改进以及适当地组合各实施方式等而得到的结构也包含于本发明。
在上述实施方式中，例示了第二编码器3具备两个偏光板(第二偏光板32以及第三偏光板33)作为本发明的对置偏光板的构成，但不限定于此。
作为对置偏光板，例如也可以设置3个以上。例如，在使用3个对置偏光板(第二偏光板、第三偏光板、第四偏光板)的情况下，使第三偏光板的偏光方向相对于第二偏光板偏离45°，使第四偏光板的偏光方向相对于第三偏光板偏离45°(相对于第二偏光板偏离(倾斜)90°)。
而且，利用第一受光部接受从第一偏光板以及第二偏光板透过的光，利用第二受光部接受从第一偏光板以及第三偏光板透过的光，利用第三受光部接受从第一偏光板以及第四偏光板透过的光。
在该情况下，角度计算机构422使用图5所示那样的第二数据，计算相对旋转角度。图5是与上述变形例对应的第二数据的一个例子，即，示出了从各受光部输出的检测信号的波形。如图5所示，相对旋转角度由于来自各受光部的信号的组合图样而成为分别不同的角度，所以与图4所示的第二数据相同，能够高精度地计算相对旋转角度。另外，在这样的结构中，形成根据3个检测信号求出相对旋转角度的构成，所以与两个检测信号的情况相比，即使在噪声等与检测信号重叠的情况下也能够抑制其影响，能够进行更高精度的相对旋转角度的计算。因此，能够更高精度地实施利用位置检测装置的绝对旋转角度的计算。
在上述实施方式中，第一编码器2还可以形成为设置有检测主齿轮21的旋转的主齿轮21用的径向磁铁和磁性角度传感器的构成。
在上述实施方式中，例示了第一编码器2设置有两个副齿轮22、23的构成，但也可以是设置3个以上的副齿轮的构成。在该情况下，能够增加可计数的主轴10的旋转半周次数。
另外，例示了第一副齿轮22以及第二副齿轮23这双方与主齿轮21啮合的构成，但不限定于此。例如，各副齿轮22、23也可以经由其它齿轮或其它副齿轮与主齿轮21连结。
(第二实施方式)
以下说明本发明的一实施方式。
图6是表示本发明的本实施方式的位置检测装置51的简要结构的俯视图，图7是表示本实施方式的位置检测装置的简要结构的位置检测装置51的剖视图。
在图6中，位置检测装置51是检测主轴10的旋转一周以内的绝对旋转角度的绝对型的旋转编码器。这样的位置检测装置51安装于工业机械(例如SCARA机器人)等旋转机构，检测旋转机构的位置。例如，在检测工业机械的驱动臂的位置的情况下，以驱动臂的驱动轴为主轴10，相对于驱动轴安装本实施方式的位置检测装置51。在该情况下，通过检测驱动轴的绝对旋转角度能够检测驱动臂的位置(例如臂角度等)。
而且，如图6以及图7所示，该位置检测装置51具备磁性角度传感器52、光学式编码器53、以及信号处理部54(参照图7)。
[磁性角度传感器的结构]
磁性角度传感器52是本发明的角度检测传感器，检测主轴10的旋转角度。如图6以及图7所示，该磁性角度传感器52具备设置于主轴10的端部的磁铁61、以及与磁铁61对置的角度检测部62(参照图7)。
磁铁61是在使主轴10垂直于轴心10A的面，沿主轴10的径向的一侧与另一侧具有不同磁极的径向磁铁。
角度检测部62根据由与主轴10一起旋转的磁铁61而引起变化的磁性力矩来检测主轴10的旋转角度，从而输出检测信号(第一检测信号)。该角度检测部62能够从主轴10的规定的初始位置检测旋转角度(绝对旋转角度)。
此外，这样的磁性角度传感器52能够实现构成的简化、低成本化，但会受到磁滞、温度漂移的影响而无法获得足够的测定精度。在由磁性角度传感器52进行的角度测定中所产生的误差(规定误差M(参照图8))例如在制造时的检查中能够被预先计测。此外，该规定误差M是指真值(实际的位置)以磁性角度传感器52检测出的位置为中心而存在于规定误差M的范围内的情况。
[光学式编码器的结构]
接下来，说明光学式编码器53。
光学式编码器53具备旋转体71、第一光源72(参照图7)、第二光源73(参照图7)、第一受光部74(相当于本发明的第一检测部)、以及第二受光部75(相当于本发明的第二检测部)。
旋转体71例如是相对于主轴10的轴心10A正交的圆盘状的平面基板，相对于主轴10固定，能够与主轴10一起旋转。该旋转体71具备沿着以主轴10的轴心10A为中心的第一假想圆71A(参照图6)配置的多个第一窄缝311、以及沿着与第一假想圆71A同轴且直径比第一假想圆71A大的第二假想圆71B(参照图6)配置的多个第二窄缝312。
这里，由第一窄缝311、第一光源72、以及第一受光部74构成第一编码器53A，由第二窄缝312、第二光源73、以及第二受光部75构成第二编码器53B。而且，在本实施方式的位置检测装置51中，利用磁性角度传感器52和第一编码器53A来检测主轴10的旋转一周内的绝对位置，利用第二编码器53B能够更高精度地检测主轴10的旋转角度。
(第一编码器的结构)
第一编码器53A如上述那样由第一窄缝311、第一光源72、以及第一受光部74构成。
第一光源72在与旋转体71的第一假想圆71A对置的位置被固定于例如收纳光学式编码器53的壳体等的壁部(图示略)。
第一受光部74在旋转体71的与第一光源72相反的一侧的面、并且与旋转体71的第一假想圆71A对置的位置，被固定于例如收纳光学式编码器53的壳体等的壁部(图示略)。
图8是用于说明构成本实施方式的第一编码器53A的第一窄缝311、以及构成第二编码器53B的第二窄缝312的窄缝间隔的图。
在上述光学式的第一编码器53A中，从第一光源72射出的光入射至第一窄缝311，通过第一窄缝311的衍射光入射至第一受光部74，从而从第一受光部74输出与旋转体71(主轴10)的旋转角度对应的检测信号(第二检测信号)。
这里，来自第一受光部74的第二检测信号的信号波形相对于旋转体71(主轴10)的旋转角度的变化，如图8所示那样呈正弦波状变化。因此，通过取得第二检测信号以及该微分信号，从而能够检测第一受光部74的位置相对于旋转体71处于哪个位置，从而能够检测旋转体71(主轴10)的旋转角度。
这里，在图8中，将构成第一编码器53A的各第一窄缝311的沿第一假想圆71A的一端部设为第一端部311A，将另一端部设为第二端部311B。在本实施方式中，在相邻的第一窄缝311的第一端部311A之间(或者相邻的第一窄缝311的第二端部311B之间)，形成第一窄缝311为明、且其与相邻的第一窄缝311之间的肋部311C为暗的明暗图样，该明暗图样构成为沿第一假想圆71A配置有多个。
而且，在本实施方式中，更优选为各明暗图样的长度尺寸(明暗宽度L1)在磁性角度传感器52的规定误差M的4/3以上，明暗宽度L1与规定误差M的4/3倍相等。换言之，磁性角度传感器52具有使规定误差M进入明暗图样的明暗宽度L1的3/4的精度。
(第二编码器的结构)
第二编码器53B如上述那样由第二窄缝312、第二光源73、以及第二受光部75构成。
第二光源73在与旋转体71的第二假想圆71B对置的位置被固定于例如收纳光学式编码器53的壳体等的壁部。
第二受光部75在旋转体71的与第二光源73相反的一侧的面、并且在与旋转体71的第二假想圆71B对置的位置，被固定于例如收纳光学式编码器53的壳体等的壁部。
此外，优选为第二光源73以及第二受光部75沿主轴10的径向与第一光源72以及第一受光部74并列设置。
上述光学式的第二编码器53B能够根据与第一编码器53A相同的测定原理来检测主轴10的旋转角度，从第二光源73射出的光入射至第二窄缝312，从第二窄缝312通过的衍射光入射至第二受光部75，从而从第二受光部75输出与旋转体71(主轴10)的旋转角度相对应的正弦波状的检测信号(第三检测信号)。因此，通过取得第三检测信号以及该微分信号，从而能够检测第二受光部75的位置相对于旋转体71位于哪个位置，即检测主轴10的旋转角度。
而且，该第二编码器53B的第二窄缝312的窄缝间隔比第一窄缝311的窄缝间隔小。
即，在将各第二窄缝312的沿第二假想圆71B的一端部设为第三端部312A，而将另一端部设为第四端部312B时，在相邻的第二窄缝312的第三端部312A之间(或者相邻的第二窄缝312的第四端部312B之间)，形成第二窄缝312为明、且与相邻的第二窄缝312之间的肋部312C为暗的明暗图样，该明暗图样构成为沿第二假想圆71B配置有多个。而且，该第二窄缝312的明暗图样的明暗宽度L2比第一窄缝311的明暗图样的明暗宽度L1小。该明暗宽度L2能够根据位置检测装置51要求的分辨率而适当地设定，例如，在第一编码器53A的分辨率为明暗宽度L1的1/4的情况下，将第二窄缝312的明暗宽度L2设定为是明暗宽度L1的1/4以下。
[信号处理部的结构]
信号处理部54被输入来自磁性角度传感器52以及光学式编码器53的各检测信号，并根据上述输入信号，检测主轴10的旋转一周以内的旋转角度(绝对旋转角度)。
该信号处理部54具备第一检测机构81以及第二检测机构82。
第一检测机构81根据从磁性角度传感器52以及光学式编码器53的第一编码器53A输出的检测信号(第一检测信号以及第二检测信号)，检测主轴10的旋转一周以内的旋转的绝对位置。即，检测主轴10自初始位置起的旋转角度。
第二检测机构82根据从光学式编码器53的第二编码器53B输出的第三检测信号，检测由第一检测机构81检测出的绝对位置的更详细的旋转角度。
上述第一检测机构81以及第二检测机构82将多个电路芯片组合而构成为硬件。此外，信号处理部54并不局限于此，例如也可以是具备存储数据及程序的存储部、进行基于来自磁性角度传感器52或光学式编码器53的各检测信号的运算处理的运算部的构成。在该情况下，运算部读入并执行在存储部中存储的程序，从而作为上述第一检测机构81以及第二检测机构82发挥功能。
[利用位置检测装置的位置检测方法(主轴的旋转角度检测方法)]
在位置检测装置51中，若主轴10旋转，则从磁性角度传感器52、光学式编码器53的第一受光部74以及第二受光部75向信号处理部54输出各检测信号。
若向信号处理部54输入来自磁性角度传感器52、光学式编码器53的检测信号，则第一检测机构81根据来自磁性角度传感器52的第一检测信号，检测主轴10的旋转一周内的旋转角度(绝对位置)。并且，第一检测机构81根据来自第一编码器53A的第一受光部74的第二检测信号，来确定绝对位置的正确信息。
具体而言，如图8所示，第一检测机构81根据来自磁性角度传感器52的第一检测信号，检测主轴10的旋转角度(暂时绝对位置P1)。如图8所示，该暂时绝对位置P1存在包含规定误差M的范围内的测定误差的可能性。因此，第一检测机构81将以基于第一检测信号的暂时绝对位置P1为中心的规定误差M的范围内的、且与来自第一编码器53A的第二检测信号相对应的位置确定为绝对位置P2。
然而，在本实施方式中，第一窄缝311的明暗图样的明暗宽度L1是磁性角度传感器52的规定误差M的4/3以上的尺寸，是较大的窄缝宽度。在该情况下，从第一受光部74输出的第二检测信号的周期也对应于明暗宽度L1而变长，从而无法得到高的分辨率。例如，在第一编码器53A的分辨率为明暗宽度L1的1/4的情况下，将图8所示的(0)位置～(3)位置的任一个检测为绝对位置P2。举个具体例，在第二检测信号的信号等级为S1(参照图8)，且该第二检测信号的微分信号为正值的情况下，第一检测机构81将图8所示的(0)位置确定为绝对位置P2。
之后，第二检测机构82根据从第二编码器53B的第二受光部75输出的第三检测信号，以高分辨率检测主轴10的旋转角度。
即，第二窄缝312的明暗图样的明暗宽度L2比上述第一窄缝311的明暗宽度L1小，所以第二编码器53B的分辨率比第一编码器53A高。因此，在如上述那样由第一检测机构81检测的绝对位置P2为低分辨率的情况下，能够进行基于来自第二编码器53B的第三检测信号的高分辨率的位置检测。例如，如图8所示，在第三检测信号的信号等级为S2、且其微分信号为负值的情况下，检测绝对位置P3。
而且，本实施方式的位置检测装置51将从初始位置到绝对位置P3的角度作为主轴10的绝对旋转角度而输出。
[位置检测装置的测定精度]
图9是现有的旋转编码器的磁性角度传感器的规定误差和光学式编码器的检测信号的一个例子。图9所示的例子是利用磁性角度传感器检测绝对位置P1并在光学式编码器实施更高精度的测定的现有的旋转编码器。在这样的现有的旋转编码器中，不考虑磁性角度传感器具有的规定误差M与光学式编码器的关系。因此，由于磁滞、温度漂移等影响，由磁性角度传感器检测出的绝对位置P1包含规定误差M内的误差。
这里，在光学式编码器的窄缝间隔小于规定误差M的4/3的情况下，如图9所示，与来自光学式编码器的检测信号的信号等级“S3”对应的检测位置P4存在多个(2处)。在该情况下，无法判定上述位置P4的哪一个是正确的位置，旋转编码器的检测精度降低。
与此相对，在本实施方式中，如上所述，第一窄缝311的明暗宽度L1为磁性角度传感器52的规定误差M的4/3，所以即使在由磁性角度传感器52计测出的角度包含规定误差M内的误差的情况下，在该规定误差M内，与第二检测信号相对应的位置仅有一个，因此能够确定正确的绝对位置P2。
另外，使用相比第一窄缝311而具有窄缝间隔较小的第二窄缝312的第二编码器53B来实施测定，所以能够进行高分辨率的绝对位置P3的检测。
[本实施方式的作用效果]
本实施方式的位置检测装置51具有磁性角度传感器52和光学式编码器53，光学式编码器53具有第一编码器53A以及第二编码器53B。而且，第一编码器53A具备沿着以旋转体71的旋转中心为中心的第一假想圆71A设置的多个第一窄缝311、向第一窄缝311照射光的第一光源72、接受通过第一窄缝311的衍射光的第一受光部74。而且，在本实施方式中，第一窄缝311的明暗宽度L1为磁性角度传感器52的规定误差M的4/3以上。
在这样的位置检测装置51中，在基于从磁性角度传感器52输出的第一检测信号的绝对位置P1(暂时绝对位置P1)因磁滞、温度漂移的影响而位于包含规定误差M的范围内的测定误差的位置的情况下，也能够根据来自第一编码器53A的第二检测信号，来检测正确的绝对位置P2。此时，第一窄缝311的明暗宽度L1为规定误差M的4/3以上，所以在规定误差M的范围内，与第二检测信号对应的绝对位置P2被确定为一个。因此，如图9所示那样，与第二检测信号对应的位置不会存在多个，所以能够容易并且高精度地检测绝对位置P2(即主轴10从初始位置起的旋转角度)。
在本实施方式中，光学式编码器53的第二编码器53B具有窄缝间隔比第一窄缝311小的第二窄缝312。
若使用上述第一编码器53A，则在利用磁性角度传感器52的绝对位置的检测时，即使由于磁滞、温度漂移的影响而产生误差的情况下，也能够检测正确的绝对位置P2。另一方面，第一编码器53A的明暗图样的明暗宽度L1比规定误差M大，分辨率降低。与此相对，在本实施方式中，同时采用使用上述第二编码器53B的位置检测，从而能够对利用磁性角度传感器52以及第一编码器53A检测出的绝对位置P2进行更高分辨率的位置检测，从而能够检测高精细的绝对位置P3。
在本实施方式中，构成第一编码器53A的第一窄缝311沿着以主轴10的轴心10A为中心的第一假想圆71A配置，构成第二编码器53B的第二窄缝312沿着与第一假想圆71A同轴且直径比第一假想圆71A大的第二假想圆71B配置。通过形成这样的结构，能够沿圆周较长的第二假想圆71B配置多个窄缝间隔小的第二窄缝312，从而能够以更高分辨率检测主轴10的旋转角度。
[变形例]
此外，本发明不限定于上述各实施方式，将能够实现本发明的目的范围的变形、改进以及各实施方式适当地组合等而得到的结构也包含于本发明。
在上述实施方式中，例示了沿第一假想圆71A配置第一窄缝311，沿第二假想圆71B配置第二窄缝312的构成，但不限定于此。例如，也可以构成为第一窄缝311沿第二假想圆71B配置，第二窄缝312沿第一假想圆71A配置。
在上述实施方式中，示出了第二窄缝312的明暗宽度L2设定为是第一编码器53A的分辨率的1/4的例子，但不限定于此。例如，也可以对于第一编码器53A的分辨率的1/4，使第二窄缝312的明暗宽度L2为其3/4以下来构成第二编码器53B。
另外，作为光学式编码器53，例示了设置第一编码器53A以及第二编码器53B的构成，但可以构成为还具备能够以比第二编码器53B高的分辨率检测旋转角度的第三编码器。
在该情况下，例如将构成第三编码器的窄缝的明暗宽度设为第二编码器53B的分辨率的1/4即可。
作为本发明的角度检测传感器，例示了磁性角度传感器52，但不限定于此。作为角度检测传感器，只要是能够检测主轴10的绝对旋转角度的传感器，则可以使用任意构成的传感器，例如可以使用电位计等。
此外，本发明实施时的具体构造可以在实现本发明的目的范围内适当地组合上述各实施方式以及变形例而构成，另外也可以适当地改变为其它构造等。
附图标记的说明
1…位置检测装置，2…第一编码器，2a…齿数，3…第二编码器，4…控制部，10…主轴，10A…轴心，21…主齿轮，22…第一副齿轮，23…第二副齿轮，24…第一磁铁，25…第二磁铁，26…第一磁性角度传感器，27…第二磁性角度传感器，31…第一偏光板，32…第二偏光板(对置偏光板)，33…第三偏光板(对置偏光板)，34…光源部，35…第一受光部(光检测部)，36…第二受光部(光检测部)，41…存储部，42…运算部，51…位置检测装置，52…磁性角度传感器(角度检测传感器)，53…光学式编码器，53A…第一编码器，53B…第二编码器，54…信号处理部，61…磁铁，62…角度检测部，71…旋转体，71A…第一假想圆，71B…第二假想圆，72…第一光源，73…第二光源，74…第一受光部(第一检测部)，75…第二受光部(第二检测部)，81…第一检测机构，82…第二检测机构，221…轴，231…轴，311…第一窄缝，311A…第一端部，311B…第二端部，311C…肋部，312…第二窄缝，312A…第三端部，312B…第四端部，312C…肋部，421…转速计算机构，422…角度计算机构，423…绝对旋转角度计算机构，L1…明暗宽度，L2…明暗宽度，M…规定误差，P1…暂时绝对位置，P2…绝对位置，P3…绝对位置。

Claims (2)

1.一种位置检测装置，其特征在于，具备：
主齿轮，其设置于能够以轴心为中心旋转的主轴，并与所述主轴一起旋转；
两个以上的副齿轮，它们与所述主齿轮连结，彼此齿数不同，并且具有与所述主齿轮不同的齿数；
磁性角度传感器，其设置于所述两个以上的副齿轮的每一个，检测各副齿轮的旋转角；
偏光板，其设置于所述主轴，与所述主轴一起旋转；
两个以上的对置偏光板，它们在与所述偏光板对置的区域内分别设置于不同的位置，且偏光方向以45°间隔相互偏离；
光源部，其对所述偏光板以及所述对置偏光板照射光；以及
光检测部，其检测从所述光源部照射并通过所述偏光板以及所述对置偏光板的光。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，
所述主齿轮的齿数为偶数，
所述主齿轮的齿数的1/2与所述两个以上的副齿轮的各自的齿数互为质数。
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